物理132光的干涉PPT课件新人教版选修PPT课件

1、13.213.2光的干涉光的干涉第1页/共38页教学目标 一、知识目标 1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波. 2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹. 3.掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程. 4.知道不同色光的频率不同，掌握波长、波速、频率的关系. 5.通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用. 二、能力目标 1.通过了解杨氏把一个点光源发出的一束光分成两束，理解相干光源的设计思想. 2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力. 3.在认真观察实验事实的基础上，加强抽象思维能力的培养.第2

2、页/共38页 三、德育目标 通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观. 教学重点 双缝干涉图象的形成实验及分析 教学难点 1.亮纹（或暗纹）位置的确定. 2.亮纹（或暗纹）间距公式的推导. 教学方法 通过机械波干涉现象的复习，过渡到光波的叠加，进而提出问题，引发思考，在实验观察的基础上通过探究现象成因，总结规律，完成本节课的教学目标，最后通过对薄膜干涉成因的分析达到拓展应用，提高能力的目的.第3页/共38页1、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？复习回顾：2、如何获得两列相干的机械波？（以水波为例）3、两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？210,1,2,r

3、rkk，21210,1,2,2rrkk，第4页/共38页光到底是什么？1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛牛顿顿惠惠更更斯斯微粒说微粒说波动说波动说1919世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪世纪初提出了光子说初提出了光子说麦克斯韦电磁说光的波粒二象性第5页/共38页第二节光的干涉第6页/共38页分波面法小结第7页/共38页S1S2S* 二、杨氏双缝实验杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉像屏双缝屏 观察观察实验，实验，概

4、括实概括实现象，现象，并说明并说明出这种出这种现象的现象的原因？原因？第8页/共38页第9页/共38页三、单色光的双缝干涉的实验现象：1、等宽度、等间距的明暗条纹。2、波峰与波峰、波谷与波谷叠加的区域振动最强，即出现明条纹。波峰与波谷叠加的区域振动最弱，即出现暗条纹。210,1,2,rrkk，明条纹21210,1,2,2rrkk，暗条纹第10页/共38页思考：若用绿光在同样的装思考：若用绿光在同样的装置中做双缝干涉实验，会得置中做双缝干涉实验，会得到什么图样呢？到什么图样呢？第11页/共38页不同单色光的双缝图样干涉比较红光蓝光第12页/共38页 从两张照片中可以看出：红光的条纹间距（宽度）比

5、绿光大，那么，不同单色光的干涉条纹的间距（宽度）与哪些因素有关? 提出问题：提出问题：第13页/共38页S1S2S*P思考1：下图中P点为明条纹还是暗条纹？P1思考2：设单色光的波长为，若P1为靠近中央最近的明条纹，则：P1S2P1S1=？Q1思考3：若Q1为PP1的中点，则Q1是明条纹还是暗条纹？ Q1S2Q1S1=？Q2第14页/共38页 由于l远远大于d，l远远大于x，12rr 2dxdLdLkx2) 1 2(条纹中心的位置：dLkx明纹暗纹 , 2 , 1 , 0 k第15页/共38页1、条纹间距的含义：相邻的亮纹或暗纹之间的距离总是相等的，相邻的亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的

6、距离叫做条纹间距。 2、单色光的相干的特征：等宽度等间距的明暗条纹dLx （指相邻明纹与明纹之间或暗纹与暗纹之间）dLkx2) 1 2(条纹中心的位置：dLkx明纹暗纹 , 2 , 1 , 0 k四、单色光的双缝间距或宽度与波长的关系：第16页/共38页 观察不同单观察不同单色光的双缝干色光的双缝干涉条纹的情况，涉条纹的情况，说说你的思考？说说你的思考？第17页/共38页各色光在真空中的波长各色光在真空中的波长光的光的颜色颜色波长波长nm光的光的颜色颜色波长波长nm红红770620绿绿580490橙橙620600蓝蓝靛靛490450黄黄600580紫紫450400红光波长最大，紫光波长最小xL

7、d五、光的波长的测定：第18页/共38页五、进一步研究： 不同的色光在真空中的传播速度相同。波长和频率的乘积等于波速：v=f，波长越长频率越小，波长越短频率越大。光的颜色波长(nm)频率 f(1014Hz)光的颜色波长(nm)频率 f(1014Hz)红7706203.94.8绿5804905.26.1橙6206004.85.0蓝靛4904506.16.7黄6005805.05.2紫4504006.77.51nm=10-9m第19页/共38页特征量特征量红光红光紫光紫光干涉条纹间干涉条纹间距（距（x）由大到小由大到小真空中的波真空中的波长（长（ ）由大到小由大到小频率（频率（）由小到大由小到大七

8、种单色光的综合性质对比一览表第20页/共38页思考4 ：七种单色光在同一种装置中的双缝干涉条纹间距是从大到小的。但它们在双缝正对的像屏的中央P处附近均为亮条纹还是暗条纹？拓展1、若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验，其干涉图样是什么条纹？拓展2 2、分析说明用白光做杨氏双缝实验时，中央亮纹的边缘是什么颜色？ 拓展3 3、分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离中央最近的一条亮纹是什么颜色？ 红紫第21页/共38页白光蓝光红光第22页/共38页单色光的合成六、白光的双缝干涉：中央明条纹第23页/共38页七、薄膜干涉 思考：肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些现象

9、是这样形成的？1 1）现象：）现象：水平水平明暗相间条纹明暗相间条纹）相干光的来源：肥皂薄膜前表面反射光波 与后表面反射 光波相互叠加产生干涉第24页/共38页在薄膜的厚度为d处，前后表面反射光的光程差为d，则2dk2212dk当时，出现暗条纹当时，出现亮条纹如果薄膜厚度均匀变化，用单色光照射条纹间距相等用白光照射在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光反射后减弱，所以出现彩色条纹第25页/共38页例1、如图4-4所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到一束平行光的照射，关于肥皂液膜产生干涉条纹的说法正确的是()A.在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液薄膜左右两个表面反射的两列波迭加生成

10、的B.在左侧也能观察到类似的条纹C.观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的D.观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的第26页/共38页薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用a.a.干涉法检查平面干涉法检查平面 原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条纹第27页/共38页b.b.增透膜增透膜 原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用思考：增透膜能否将所有反射光都抵消 思考：那么，怎样来

11、确定增透膜的厚度？ 第28页/共38页因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的透射强度。因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色照相机和望远镜第29页/共38页牛顿环干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环第30页/共38页光的色散光的色散第31页/共38页色散白光透过棱镜以后被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫气种颜色的光 （1）光的颜色由频率来决定。红光频率最小，紫光频率最大；在不同的介质中，光的频率不变 （2）不同频率的光在真空中的传播速度相同，但在介质中不同 （3）同一介质对不同光的折射率不同，一般有“频率越高，折射率越大” （

12、4）光在介质中传播时光速发生变化，波长也发生变化：同一色光在不同介质中，折射率大的光速小，波长短；不同色光在同一介质中，频率高的折射率大，光速小，波长短第32页/共38页（03全国）一束单色光从空气射入玻璃中，则其 A频率不变，波长变长 B 频率变大，彼长不变C 频率不变，波长变短 D 频率变小，波长不变第33页/共38页（0404全国春季）全国春季）对于单色光，玻璃的折射率比水大，则此光在玻璃中传播时（ ）A、其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B、其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C C、其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D、其速度比在水中的小，其波长比在水中的长第34页/共38

13、页紫光由折射率为紫光由折射率为n n的棱镜进入空气，则下列的棱镜进入空气，则下列说法中正确的是说法中正确的是( )( )A.A.频率为原来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的1/n1/nB.B.波长为原来的波长为原来的n n倍，波速为原来的倍，波速为原来的n n倍倍C.C.频率为原来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的n n倍倍D.D.频率为原来的频率为原来的1/n1/n，波长为原来的，波长为原来的n n倍倍B第35页/共38页一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P P上上可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐减小到减小到0